0 引言
礦用雜（zá）散電流測試儀的研究與設計、價格低廉、供電（diàn）可靠（kào）、使用壽命長，廣泛作為汽車、飛機、輪船（chuán）等機動車（chē）輛或發電機組的啟動電（diàn）源，也在各類需要不（bú）間斷供電的電子（zǐ）設（shè）備（bèi）和便攜式（shì）儀器儀表中用作一些電器及控製回路的工作電源。隨著經濟（jì）的發展（zhǎn），大容量蓄電池（chí）的應（yīng）用迅速增（zēng）加，人們希望能快捷、**地對蓄電池進行充電，而現有市場銷售的充電器（qì）充電電流（liú）多（duō）為20A。為了滿足人們對大功率充電器的需求，設計了一款基於LPC933 充（chōng）電電流50A、充電功率740W、功能完善、可（kě）擴充的智能充電器。
1 充電器原理與設計
1.1 總體硬件設（shè）計
由於充電對象是鉛（qiān）酸蓄（xù）電池，設計中（zhōng）采用電流、電壓負（fù）反饋的方法來達到恒流、恒壓充電的目（mù）的，並對充電過程各種工作（zuò）參量進行實時監測及智能多段式（shì）充電策（cè）略的**控製，應用了LPC933單片（piàn）機及相應的（de）控製（zhì）電路。充電器硬件原理圖如圖1 所示。
充電器電路主（zhǔ）要包括（kuò）主電路、信（xìn）號控製（zhì）兩部分。主電路部（bù）分由橋式（shì）整流、PWM波形產生和直流濾波等組成（chéng）。單相電源為220 V交流電（diàn）時，開關K1閉和，單相（xiàng）電源為110 V時，開關K1斷開，經全橋整流為300 V左右的直流電，由大（dà）電容進行低頻濾波穩壓，圓隻MOS 器件S1、S2 組成半橋逆變器。PWM波（bō）形產生部分由SG3525根據（jù）反饋電壓產（chǎn）生，通過給MOS 管S1、S2 加（jiā）高頻方波控製信號（hào），使S1和S2 周期性地導通，可得到脈寬可調的高頻交流電，經高頻變壓器耦合到副邊，再經（jīng）整流（liú）管D2和D3整流，L1 和C4濾波，在輸出側（cè）得到低紋波直流電壓。顯示模塊是用來顯示電池的當前電壓與充電電流，顯（xiǎn）示狀態由麵板上實現按鈕啟動。
1.2 電路功能設計與分析
1.2.1 PWM 寬度設置
脈寬調（diào）製控製電路采用開關電源專用集（jí）成芯片SG3525，SG3525有兩路驅動輸出，OUT-A 與OUT-B 反向輸（shū）出，可設置死區時間。控製過程主要是移動調節（jiē）導通的占空比（bǐ）來調節輸出（chū）功率。移相PWM的相移控製是通過誤差放（fàng）大（dà）器來實現的，誤差放大器的同相端E/A+（腳2）接由（yóu）單片機控製輸出的電壓信號。反相端E/A-（腳1）接主（zhǔ）電（diàn）路輸出電流或電壓的反饋信號（hào），電流和電壓負反饋信號之間的切換由肖特（tè）基二（èr）極管D1 的導（dǎo）通截止實現。反饋信號和標準電位比較（jiào），差值（zhí）經放大輸出，送至移相脈寬控製器，控製OUT-A與OUT-B 之（zhī）間的相位，*終調整波形占空比，使電壓和充電電流穩定在預定值上。
1.2.2 電（diàn）流采樣
電流采樣是大電流充（chōng）電器的關鍵（jiàn）技術之一。礦用雜散電流測試儀的研究與設（shè）計，通常采用電阻采樣，但在（zài）50A 以上的大電流電路中是難於適用的。為（wéi）此，設（shè）計了在高頻變壓器的初級線圈處增加環形電流互感器，匝數比為1：50，不僅達到**電流（liú）采樣的作用，還使采樣功耗（hào）控（kòng）製在（zài）0.5W以（yǐ）內。
1.2.3 限流保護措施
正常情（qíng）況下（xià），開關電源應工（gōng）作在額定輸出功率範圍之內，避免電源工作在超出正常輸出狀態，但在實際工作中很難預測，故電路將（jiāng）高頻（pín）變壓器輸出的電流經電流互感器耦合輸出，再經二極管（guǎn）整流，電容濾波及電阻分壓（yā）後，與比較器的同相端電壓進行比較，當輸出電壓過高時，SG3525停止輸出方波驅動信號，從而（ér）保護電路。
1.2.4 散熱問題
研發初期發現，逆變器主要部件兩個大功率開關管（guǎn）S1 和S2 及直流輸出部（bù）分的全波整流管D2和D3，在充電電流大於30粵時出（chū）現過熱問題，無法滿（mǎn）足老化（huà）要求。經過硬件反複調試發（fā）現，從以下幾（jǐ）個（gè）方麵可以有效解決過熱的問題。
（1）增加交流共模濾（lǜ）波電感，調試發現（xiàn）電網的高頻幹擾信號是造成逆變器開關管溫升異常（cháng）的重要原（yuán）因；
（2）在直流輸出端，增加濾波電感後，發現有效地減輕了開關管和全波整流管的（de）負荷；
（3）增加散熱麵積。使開關管金屬麵通過導熱膠（jiāo）片壓在金屬外殼上；
（4）風冷。
經過以上4 個方麵的改進，測試證明充電電流達到60粵時能持續工作（zuò）4h 以上，完全（quán）滿足老化的（de）設（shè）計（jì）要求。